{"id":12527,"date":"2023-04-17T11:37:34","date_gmt":"2023-04-17T16:37:34","guid":{"rendered":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=12527"},"modified":"2023-07-03T11:13:40","modified_gmt":"2023-07-03T16:13:40","slug":"el-acido-sialico-coraza-de-los-seres-vivos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=12527","title":{"rendered":"El \u00e1cido si\u00e1lico, coraza de los seres vivos"},"content":{"rendered":"

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Claudia Aguirre-Zapata*,Yobana Pe\u0301rez Cervera**, Roberta Salinas-Mari\u0301n *<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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CIENCIA UANL \/ AN\u0303O 26, No.119, mayo-junio 2023<\/p>\n

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DOI: https:\/\/doi.org\/10.29105\/cienciauanl26.119-3<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Descargar PDF<\/a><\/p>\n

Recientemente realice\u0301 una pregunta a algunos conocidos: \u201c\u00bfQue\u0301 es lo primero que piensas cuando escuchas la palabra \u2018carbohidrato\u2019?\u201d. La mayori\u0301a respondio\u0301 que pensaba en alimentos, en calori\u0301as y en cuestiones nutricionales. Personalmente, hace un par de an\u0303os hubiese pensado lo mismo, pero la perspectiva ha cambiado gracias a los conoci<\/span>mientos adquiridos en el a\u0301rea de la Glicobiologi\u0301a, la ciencia que estudia todos los eventos relacionados con los carbohidratos, tambie\u0301n denominados glicanos. La Glicobiologi\u0301a nos\u00a0<\/span>ha permitido comprender la dina\u0301mica e importancia celular de los carbohidratos y analizar un poco ma\u0301s acerca de estas pequen\u0303as estructuras qui\u0301micas formadas por carbono, hidro\u0301geno y oxi\u0301geno.<\/span><\/p>\n

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Desde los an\u0303os ochenta a la fecha, el estudio de los carbohidratos a nivel celular ha llevado a establecer el te\u0301rmino \u201cglicoma\u201d, que hace referencia a la\u00a0complejidad de uniones y estructuras funcionales que son generadas por un conjunto de diez carbohidratos conocidos como fucosa (Fuc), galactosa (Gal), glucosa (Glc), N-acetilgalactosamina (GalNAc), N-acetilglucosamina (GlcNAc), manosa (Man), xilosa (Xyl) y a\u0301cidos sia\u0301licos (Neu5Ac, Neu5Gc y Kdn). Estos glicanos o carbohidratos se encuentran en las ce\u0301lulas de los seres vivos, cumpliendo un\u00a0<\/span>papel biolo\u0301gico especi\u0301fico (Varki et al<\/em>., 2009).<\/span><\/p>\n

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Tabla I. Distribuci\u00f3n de glicanos representativos.<\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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En la naturaleza podemos encontrar diferentes combinaciones y patrones de e\u0301stos que son caracteri\u0301sticos en plantas, mami\u0301feros, hongos, bacterias e insectos (tabla I; Ghosh, 2020). Su combinacio\u0301n resulta en diversas estructuras representativas que se muestran en la figura 1.<\/p>\n

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Los carbohidratos que conforman el glicoma humano se representan gra\u0301ficamente utilizando el Sistema de Nomenclatura de Glicanos (SNFG). Un tipo particular de carbohidrato ampliamente estudiado es el a\u0301cido sia\u0301lico, que pertenece a la familia de azu\u0301cares \u03b1<\/em>-ceto amino con un esqueleto gluci\u0301dico de nueve carbonos, a diferencia de los otros monosaca\u0301ridos de\u00a0cinco o seis carbonos. En la actualidad se conocen ma\u0301s de 50 derivados de a\u0301cidos sia\u0301licos, cuya abundancia vari\u0301a segu\u0301n la especie, sin embargo, son tres los que se consideran representativos en la naturaleza. Estos azu\u0301cares se encuentran en la posicio\u0301n terminal de la secuencia de carbohidratos y son susceptibles a modificaciones qui\u0301micas\u00a0<\/span>como acetilacio\u0301n, hidroxilacio\u0301n, aminacio\u0301n, entre otras. En los seres humanos el ma\u0301s abundante es el a\u0301cido N<\/em>-acetilneurami\u0301nico (Neu5Ac); en otros mami\u0301feros, hongos y protozoarios, el a\u0301cido N<\/em>-glicolilneurami\u0301nico (Neu5Gc), mientras que en organismos acua\u0301ticos y bacterias se distribuye el a\u0301cido desaminoneurami\u0301nico o Kdn (figura 1; Varki, Schnaar y Schauer, 2017).<\/span><\/p>\n

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Figura 1. Glicanos en la naturaleza. A)<\/em> Carbohidratos que son parte del glicoma humano. B)<\/em> Los tres tipos de \u00e1cido si\u00e1lico m\u00e1s abundantes en la naturaleza. El Neu5Gc es biosintetizado por mam\u00edferos (por ejemplo, primates), el Neu5Ac se produce \u00fanicamente en los seres humanos; sin embargo, las bacterias y los hongos pueden incorporarlo del ambiente y, finalmente, el Kdn encontrado en insectos y bacterias, aunque tambi\u00e9n se ha observado en algunas plantas. C)<\/em> Estructuras de glicanos h\u00edbridos, altos en manosa y complejos, frecuentemente identificados en c\u00e9lulas eucariontes y en bacterias.<\/p><\/div>\n

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EL A\u0301CIDO SIA\u0301LICO EN EL GLICOMA<\/h4>\n
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El glicoma cumple con diversas actividades biolo\u0301gicas como resultado de adornar o acorazar mole\u0301culas ma\u0301s complejas como protei\u0301nas (glicoprotei\u0301nas), li\u0301pidos (glicoli\u0301pidos) y recientemente se ha reportado que tambie\u0301n acorazan mole\u0301culas de a\u0301cidos\u00a0nucleicos como el ARN (glicoARN) (Flynn et al<\/em>., 2019).<\/span><\/p>\n

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El a\u0301cido sia\u0301lico, a diferencia del resto de los carbohidratos que acorazan a las glicoprotei\u0301nas, glicoli\u0301pidos o glicoARN, es el azu\u0301car que se encuentra disponible como primer punto\u00a0de contacto con el ambiente porque se adiciona en la parte terminal de las ramificaciones de los glicanos y la carga negativa que presenta en su estructura qui\u0301mica a pH fisiolo\u0301gico facilita su interaccio\u0301n\/ repulsio\u0301n con otras mole\u0301culas (figura 2).<\/span><\/p>\n

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Figura 2. Representaci\u00f3n gr\u00e1fica de glicoprote\u00ednas, glicol\u00edpidos y glicoRNAs dispuestos en la membrana plasm\u00e1tica y en el ret\u00edculo endopl\u00e1smico (RE). En la figura se representan algunos glicoconjugados acorazados por \u00e1cido si\u00e1lico y la estructura qu\u00edmica del Neu5Ac con su respectiva carga negativa.<\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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La estructura particular del a\u0301cido sia\u0301lico provoca que sea una coraza de dos filos porque participa en procesos biolo\u0301gicos como el desarrollo neuronal, la regulacio\u0301n<\/p>\n<\/div>\n

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de procesos inflamatorios, la interaccio\u0301n con pato\u0301genos, la modulacio\u0301n de respuestas inmunolo\u0301gicas y la sen\u0303alizacio\u0301n celular. En contraste, se ha descubierto que su presencia\u00a0o ausencia en diversos tejidos puede ser un indicador o un mal prono\u0301stico de ca\u0301ncer o meta\u0301stasis en ovario, mama, pro\u0301stata y colon (Zhou, Yang y Guan, 2020).<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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ALGUNAS FUNCIONES BIOLO\u0301GICAS DEL A\u0301CIDO SIA\u0301LICO<\/h4>\n
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Debido a que mu\u0301ltiples receptores de las ce\u0301lulas contienen a\u0301cido sia\u0301lico que interactu\u0301a con protei\u0301nas, e\u0301ste exhibe diversas funciones biolo\u0301gicas. Dentro de e\u0301stas destacan las siguientes:<\/p>\n

Los glicanos, incluyendo al a\u0301cido sia\u0301lico, son un factor de alto impacto para determinar la eficacia de unio\u0301n de los espermatozoides al o\u0301vulo para lograr la fertilizacio\u0301n. Su presencia en las glicoprotei\u0301nas de la zona pelu\u0301cida de los o\u0301vulos contribuye favoreciendo la unio\u0301n de los espermatozoides para lograr la fecundacio\u0301n; dejando en claro su importancia en procesos como la adhesio\u0301n celular (Teoh et al.<\/em>, 2018).<\/p>\n

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Otra funcio\u0301n biolo\u0301gica importante es la comunicacio\u0301n celular, que puede explicarse con la podocalixina, una glicoprotei\u0301na renal polisialilada (contiene poli\u0301meros de a\u0301cido sia\u0301lico) que regula la filtracio\u0301n glomerular, el alargamiento y la ramificacio\u0301n delas neuronas. Su relevancia dentro de este proceso radica en que, en ausencia de este residuo en la podocalixina, se afecta directamente al alargamiento del cuerpo de las neuronas, altera\u0301ndose el proceso de sinaptoge\u0301nesis (Vitureira et al<\/em>., 2010).<\/p>\n

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Una de las ma\u0301s interesantes y poco comprendidas funciones es su papel en el desarrollo neuronal, cuya importancia, se ha propuesto, radica en ser parte de la estructura qui\u0301mica de los ganglio\u0301sidos, mole\u0301culas de naturaleza lipi\u0301dica concentradas en ce\u0301lulas del sistema nervioso y una fuente de a\u0301cido sia\u0301lico. En enfermedades como Huntington, Parkinson y Alzheimer, por mencionar algunas, se han detectado de\u0301ficits en el perfil de ganglio\u0301sidos, comprometiendo la cantidad disponible de a\u0301cido sia\u0301lico para sialilar protei\u0301nas o factores neurolo\u0301gicos glicosilados que requieren ser sialilados para llevar a cabo sus funciones (Reily, et al., 2019; Ohmi et al<\/em>., 2014).<\/p>\n

Por otro lado, de su participacio\u0301n en la respuesta inmunolo\u0301gica se tiene como ejemplo el rodamiento leucocitario. Este proceso ampliamente documentado es mediado por la interaccio\u0301n del anti\u0301geno sialil-Lewis X (SLeX) y las protei\u0301nas L, P y E-selectinas del epitelio vascular, que reconocen al a\u0301cido sia\u0301lico presente en el SLex permitiendo la concentracio\u0301n y migracio\u0301n de leucocitos al sitio de intere\u0301s (Sperandio, Gleissner y Ley, 2009).<\/p>\n

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Uno de los temas de mayor novedad es su papel en el proceso de interaccio\u0301n con pato\u0301genos, y ha quedado demostrado en los u\u0301ltimos an\u0303os con el virus de influenza y con varios coronavirus que lo utilizan como elemento clave para entrar a las ce\u0301lulas hospederas. En el caso particular del virus de SARS-Cov-2, las\u00a0evidencias indican que la glicosilacio\u0301n favorece la estabilidad del complejo de entrada del virus y se ha observado que la eliminacio\u0301n de residuos de a\u0301cido sia\u0301lico en ce\u0301lulas epiteliales aumenta significativamente la infeccio\u0301n de e\u0301ste (Sun, 2021). Por otro lado, reportes recientes indican que el dominio de unio\u0301n al receptor\u00a0<\/span>o RBD de la protei\u0301na Spike del virus reconoce oligosaca\u0301ridos sialilados en ce\u0301lulas con limitada expresio\u0301n del receptor ACE2, haciendo ma\u0301s eficiente la transmisio\u0301n del virus por fluidos respiratorios (Saso et al<\/em>., 2022). Estos hallazgos han permitido considerarlo como un modulador de patogenicidad del SARS-Cov-2.<\/span><\/p>\n

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Figura 3. Importancia del \u00e1cido si\u00e1lico. En color verde se indican las principales funciones biol\u00f3gicas en las que participa en el ser humano. En color claro se indican algunos ejemplos de sus aplicaciones biotecnol\u00f3gicas.<\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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APLICACIONES BIOTECNOLO\u0301GICAS DEL A\u0301CIDO SIA\u0301LICO<\/h4>\n
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Una vez mencionadas algunas funciones relevantes, hablaremos de sus aplicaciones biotecnolo\u0301gicas ma\u0301s destacadas, por ejemplo, que es considerado como blanco terape\u0301utico, un metabolito de intere\u0301s diagno\u0301stico en la Qui\u0301mica Bioortogonal y como para\u0301metro de calidad en la liberacio\u0301n de bioterape\u0301uticos.<\/p>\n

En esta u\u0301ltima aplicacio\u0301n, su importancia como para\u0301metro de calidad en la liberacio\u0301n de bioterape\u0301uticos se explica con la produccio\u0301n biotecnolo\u0301gica de la protei\u0301na glicosilada eritropoyetina (EPO), utilizada terape\u0301uticamente por\u00a0personas con deficiencia en su produccio\u0301n endo\u0301gena. Los niveles de a\u0301cido sia\u0301lico en la estructura de la EPO son cruciales para su tiempo de vida media en plasma. La EPO, como producto biotecnolo\u0301gico, requiere un patro\u0301n especi\u0301fico de sialilacio\u0301n para poder ser asimilado por el organismo y tambie\u0301n los residuos de a\u0301cido sia\u0301lico contribuyen a su eficacia (Maltaneri, 2018).<\/span><\/p>\n

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En cuanto a su importancia en la qui\u0301mica bioortogonal, comenzaremos explicando que esta rama de la Qui\u0301mica es una herramienta enfocada en el marcaje metabo\u0301lico de\u00a0carbohidratos como el a\u0301cido sia\u0301lico en procesos malignos como el ca\u0301ncer, y que recientemente permitio\u0301 determinar que los a\u0301cidos nucleicos como el ARN sufren modificaciones con carbohidratos, incluyendo el a\u0301cido sia\u0301lico, construyendo un puente entre la glicobiologi\u0301a y la biologi\u0301a del ARN (Flynn et al<\/em>., 2019).<\/span><\/p>\n

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Finalmente, y no menos importante, esta\u0301 su papel en procesos metasta\u0301sicos, en el grado de invasio\u0301n y agresividad de algunos tipos de ca\u0301ncer. Para explicar lo anterior, debemos mencionar al grupo de anti\u0301genos sialilados localizados principalmente en la superficie de ce\u0301lulas epiteliales denominados SLea, SLex, T y Tn involucrados en procesos de extravasacio\u0301n celular y considerados biomarcadores o indicadores patolo\u0301gicos de algunos tipos de ca\u0301ncer (Oliveira-Ferrer et al<\/em>., 2017).<\/p>\n

Tambie\u0301n, otro tipo de mole\u0301culas que sufren sialilacio\u0301n son los ganglio\u0301sidos que se encuentran en niveles elevados en algunos tipos de ca\u0301ncer como neuroblastoma, melanoma y ca\u0301ncer de mama. Estos glicoli\u0301pidos y los anti\u0301genos SLea, SLex, T y Tn son considerados blancos para el desarrollo de terapias contra el ca\u0301ncer con la finalidad de disminuir el potencial metasta\u0301sico (Teoh et al<\/em>., 2018).\"\"<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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CONCLUSIONES<\/h4>\n
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Es importante resaltar que existe un amplio abanico de implicaciones fisiolo\u0301gicas del a\u0301cido sia\u0301lico que no fueron descritas en este trabajo, como la transferencia de inmunoglobulinas sialiladas en la lactancia, asociadas con eventos nutricionales que desencadenan principalmente el desarrollo de procesos cognitivos en los infantes, y su rol en procesos de desarrollo de caries y de enfermedades bucales como la gingivitis. Es claro que la sialobiologi\u0301a de los seres vivos es un tema emergente que ha mostrado un alto potencial de impacto e intere\u0301s en diferentes disciplinas y que continuara\u0301 aportando, porque au\u0301n falta mucho por descubrir.<\/p>\n

Ahora, cada vez que pienses en los azu\u0301cares, podra\u0301s llevar tu curiosidad ma\u0301s alla\u0301 de lo habitual, ya no pensara\u0301s en primera instancia en alimentos o en calori\u0301as y podra\u0301s imaginar todas las funciones que estas pequen\u0303as mole\u0301culas tienen en el ciclo de vida de los seres vivos.<\/p>\n

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* Universidad Auto\u0301noma del Estado de Morelos, Cuernavaca, Me\u0301xico.
\n** Universidad Auto\u0301noma Benito Jua\u0301rez de Oaxaca, Oaxaca, Me\u0301xico.
\nContacto: rsm@uaem.mx<\/p>\n

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REFERENCIAS<\/h4>\n
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Zhou, X., Yang, G., y Guan, F. (2020). Biological Functions and Analytical Strategies of Sialic Acids in Tumor. Cells<\/em>. 9(2). Doi: 10.3390\/ CELLS9020273<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Claudia Aguirre-Zapata*,Yobana Pe\u0301rez Cervera**, Roberta Salinas-Mari\u0301n *   CIENCIA UANL \/ AN\u0303O 26, No.119, mayo-junio 2023 DOI: https:\/\/doi.org\/10.29105\/cienciauanl26.119-3 Descargar PDF Recientemente realice\u0301 una pregunta a algunos conocidos: \u201c\u00bfQue\u0301 es lo primero que piensas cuando escuchas la palabra \u2018carbohidrato\u2019?\u201d. La mayori\u0301a respondio\u0301 que pensaba en alimentos, en calori\u0301as y en cuestiones nutricionales. Personalmente, hace un par de an\u0303os hubiese pensado lo […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":12570,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[15],"tags":[],"class_list":["post-12527","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ejes"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/12527","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=12527"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/12527\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":12636,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/12527\/revisions\/12636"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/12570"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=12527"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=12527"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=12527"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}